隧道岩溶富水区施工风险管理

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1秀宁隧道施工风险预控及管理

秀宁隧道全长13187米，隧道地质条件复杂、断层发育、围岩破碎、岩溶及裂隙水发育、地表环境脆弱，存在掉快坍塌、软岩变形、支护变形、涌水突泥、有害气体、工期及环境等风险，施工难度极大，是全路极高风险隧道之一，必须加强风险预控及管理。

1.1加强项目前期的风险评估与管理

在项目设计阶段，督导设计单位进行风险识别，分析风险源及相应风险因素，评价风险发生的概率和后果，确定初始风险等级，进行风险控制方案措施设计；对高度残留风险，进行补充地质勘查，优化设计方案和专项风险控制措施，在设计文件明确了施工及安全注意事项、风险控制措施及监测要求，保证了设计文件中风险处置和工程地质勘察深度符合有关风险评估管理的规定和要求。在项目招标阶段，确定了合同各方风险管理内容和责任，界定了风险分担的原则、措施，规范了合同文件的风险管理内容。

1.2成立风险管理组织机构，建章建制，明确职责

针对项目工程技术特点和项目存在的风险，建设指挥部组织成立了隧道施工风险管理领导小组，并邀请设计、施工单位的专家成立专家组，协助进行风险评估与管理，以安全风险管理为重点，高度重视具有突发性和灾难性的风险。建立了科学有效的识别评估、科学决策、技术应对、安全措施体系，明确了职责分工，并在建设管理过程中，组织设计单位进行风险预控专项设计、组织参建单位加强应急管理和关键环节过程控制，将风险评估与管理贯穿于设计和施工全过程，对工程实施动态、有效的风险控制和跟踪处理。

1.3加强施工阶段的风险评估与管理

根据风险评估管理计划和实施办法，在施工准备阶段，组织设计单位进行安全风险技术交底，对残留风险的风险等级和设计措施进行审查；对施工单位报送的风险管理实施细则和风险预案进行审核。在施工期间采用定期、不定期和定量相结合的方法进行风险预控及管理。一是抓好风险识别，组织参建单位依据设计文件、现场调查及施工揭示的情况进行风险评估，对项目各工点风险事件相关数据资料汇总，逐一进行核对，对风险事件、设计或施工应对措施进行再识别、再评价，分析风险事件发生的等级、概率和损失，综合制定监测和预控措施，督导参建单位加强风险评估管理工作，根据项目进展和风险监测结果，动态调整施工组织方案和风险控制措施，必要时组织参建单位进行变更设计；二是抓好登记建档，对所有重大危险源进行登记，建设、施工、设计、监理单位四方分别建档，并定期开展自评价，实行动态管理。三是建立应急预案，按照防范事故、高效快捷的原则，结合危险源的级别和特点，组织专家分别制定有针对性的预案和措施，一旦发生问题，确保能够迅速采取有效措施。四是加强风险的动态管理，针对风险等级，进行重点监控，强化方案措施，科学规避风险。

2秀宁隧道岩溶富水区施工情况

2.1秀宁隧道岩溶富水区情况

秀宁隧道发育三个岩溶富水区，第一富水区位于DK994+140~DK996+000段，长度约为1860m，穿越断裂带溶蚀潜流-承压流谷地，主要的构造有象山向斜和大龙潭逆断层，象山向斜主要为昆阳群绿汁江组(Pt1lz)白云岩，受构造影响，岩体破碎，节理裂隙发育，网格状岩溶裂隙发育，发育岩溶管道系统，相互贯通，有较好的储水条件；大龙潭断切穿岩层，使上下有良好的贯通条件，富水性好。第二富水区位于DK996+900~DK997+400段，长度约500m，穿越夹层条带溶蚀潜流谷地，主要为昆阳群落雪组（Pt1l）灰岩，溶洞、溶孔、溶隙等岩溶形态发育，受两侧昆阳群鹅头山组（Pt1e）、因民组（Pt1y）板岩弱透水层阻隔，受大气降水影响，使得地表水汇集于落雪组灰岩中，地下水丰富。第三富水区位于DK999+100~DK1000+900段，长度约为1800m。穿越中村-丁家村夹层条带溶蚀潜流谷地，主要的构造有高寨－七贤村1#、2＃断层，岩性为昆阳群因民组（Pt1y）、美党组（Pt1m）板岩和落雪组（Pt1l）灰岩，受断层影响，灰岩节理裂隙发育，岩体破碎，且灰岩位于断层下盘，岩溶发育，存在管道系统，地表水与地下水连通，径流条件较好。

2.2隧道穿越岩溶富水区施工情况

针对秀宁隧道岩溶富水区的特点，在施工过程中主要采取了以下措施：一是编制专项施工方案和应急预案并通过专家评审；二是加强地表调查、综合超前地质预报和地质补勘；三是根据调查、预报情况综合优化施工方案和应急预案；四是按预测涌水量设置抽排水设施，并做好应急储备；四是根据开挖揭示围岩地质情况，动态调整支护参数和应急措施，并加强支护结构；五是及时采取注浆堵水措施，减少地表环境的影响。隧道穿越第一富水区、第二富水区涌水时有发生，在DK995+500～900段、DK997+300～450段发生较大岩溶涌水，水压最高达0.8MPa，揭示围岩以灰岩、白云岩为主，局部夹有砂质板岩、变质砂岩、方解石，岩溶裂隙发育，溶隙间充填黄泥等充填物，地表水与地下水连通性较好，涌水造成地表沉陷，井泉干涸。施工中鉴于掌子面围岩自稳性较好，顺坡排水，采取“排堵结合、加强支护”的处理措施，先释能降压排水，加强超前和初期支护，快速进行开挖支护施工，径向注浆堵水、充填溶腔，抗水压衬砌，施工安全通过，同时减少了对地表环境的影响。隧道穿越高寨-七贤村1号断层、高寨-七贤村2号断层第三富水区施工揭示岩性主要为因民组板岩、砂岩夹透镜状灰岩，落雪组灰岩以及美党组板岩、砂岩，1#斜井井身施工中在X1K1+185处突发涌水，涌水量达3100m3/h，淹井360米，累计涌水量258×104m3，采取“加大斜井抽排水能力、封闭注浆堵水、加强支护”的方案通过。斜井进入正洞施工后，在DK999+530、DK999＋548处发生涌水，涌水量40～80m3/h左右，水质初期浑浊，后变清澈，施工至DK999+563突发大涌水，水压达1.2MPa，喷射距离达18米，水质混浊，并携带泥石，该段位于设计第三富水区灰岩段，进入高寨-七贤村1号断层影响带范围，岩体破碎、溶腔发育、地下水与地表水连通性较好，涌水量随降雨进一步增大的趋势明显，根据掌子面综合超前地质预报和现场调查判断，掌子面前方存在高压岩溶富水构造，继续掘进有突发涌水灾害的可能。由于进口和1#斜井正洞广通端未贯通，斜井施工反坡排水，采取“1#斜井正洞昆明端掌子面注浆堵水、暂停掘进，优化施工组织和资源配置，加快进口和1#斜井正洞广通端施工进度，及早实现进口与1#斜井贯通，形成顺坡排水，减轻斜井反坡排水的压力”的措施。进口与1#斜井广通端贯通后，恢复1#斜井昆明端施工，主动揭露掌子面前方高压水体，以达到释能降压的目的，施工至DK999+566时，揭露岩溶管道和溶腔，涌水量高达11910m3/h，并携带有碎石、泥沙，水质浑浊，采取“自然排水、释能降压、支护加强、抗水压衬砌”的措施，并采取径向注浆进行堵水、充填溶腔和加固围岩，施工安全通过。

3岩溶富水区风险管理及施工效果

秀宁隧道岩溶富水区施工先后发生突水突泥12次，参建单位加强了预测预报，分析了岩溶涌水发生的原因，制定了预防及控制措施，制定了专项施工方案，加强了应急储备和过程控制，有效地规避了施工风险和工程损失，减少了对地表环境影响，减小了工期压力，保证了工程质量。尤其是在秀宁隧道1号斜井昆明端穿越第三富水区施工中，由于风险判视准确、预案措施到位、现场组织果断，科学地规避了突水突泥和淹井风险，避免了人员伤亡和财产损失，进口与1号斜井广通端提前1.5个月贯通，加快了施工进度，改善了通风、排水作业环境，降低了施工及管理成本，同时减少了对地表水环境的影响，确保了项目按期开通。隧道岩溶富水区施工应因地制宜，采取排水洞、导引、堵塞、灌浆等方法综合治理，做好系统排水，保证施工安全；防止地表塌陷，减少地表影响。同时加强隐伏岩溶的勘察，避免隐伏溶腔的高压作用产生的塑性区和排泥压力差形成的塑性区贯通，影响结构安全，施工中结合实际情况，加强相关技术的研究并综合应用。

作者：马有良 单位：云南省昆明市昆明铁路局滇中铁路建设指挥部